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Les scientifiques visent à imiter l'efficacité énergétique du cerveau humain avec des neurones supraconducteurs

Les scientifiques visent à imiter l'efficacité énergétique du cerveau humain avec des neurones supraconducteurs

Nos cerveaux sont des organes incroyablement complexes, à tel point qu'ils sont loin d'être pleinement compris par la science moderne.

Une chose que nous savons, c'est que le cerveau humain est un appareil informatique incroyablement efficace - il fonctionne à une vitesse d'horloge beaucoup plus lente que les microprocesseurs modernes tout en effectuant des milliards de calculs par seconde.

Aujourd'hui, les informaticiens du MIT tentent de copier l'efficacité de calcul du cerveau humain en utilisant des réseaux neuronaux constitués de nanofils supraconducteurs.

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L '"ordinateur" dans nos têtes

Selon le MIT Tech Review, nos cerveaux sont alimentés par un peu plus d'énergie qu'un «bol de bouillie», tandis que les supercalculateurs les plus puissants du monde «utilisent plus d'énergie que les grandes villes».

Malgré cela, l'incroyable efficacité informatique du cerveau nous permet de marcher, de converser, de réfléchir, etc.

Depuis un certain temps déjà, les informaticiens cherchent à construire des neurones artificiels connectés dans des réseaux de type cerveau. Cela conduirait en principe à une efficacité énergétique nettement plus élevée.

Réseaux de neurones supraconducteurs

Emily Toomey et ses collègues du MIT ont conçu un neurone supraconducteur fabriqué à partir de nanofils. Ils affirment que c'est une percée - car cela montre de nombreux comportements similaires aux réseaux de neurones dans le cerveau humain.

En théorie, le dispositif du chercheur correspond à l'efficacité énergétique du cerveau et pourrait être "un élément constitutif d'une nouvelle génération de réseaux neuronaux supraconducteurs qui seront bien plus efficaces que les machines informatiques conventionnelles", indique le communiqué de presse du MIT.

Simulations réalistes

Toomey et ses collègues disent que les nanofils supraconducteurs ont une propriété non linéaire qui leur permet d'agir comme de vrais neurones biologiques.

La supraconductivité du nanofil se décompose lorsque le courant qui le traverse dépasse une valeur seuil - cela imite la façon dont les neurones biologiques ne se déclenchent que si le signal d’entrée dépasse un niveau seuil.

De plus, lorsque la supraconductivité du nanofil se décompose, la résistance augmente soudainement, créant une impulsion de tension qui ressemble considérablement au potentiel d'action, ou aux impulsions électriques, dans un neurone - le potentiel d'action crée effectivement des signaux cérébraux.

La connexion du nanofil à d'autres fils et la création d'un réseau rendent la simulation encore plus réaliste.

Assortir le cerveau humain

Le groupe d'informaticiens affirme que leur réseau neuronal supraconducteur, en théorie, peut correspondre au cerveau humain dans la gestion d'environ 1014 opérations synaptiques par seconde par watt.

«Le neurone nanofil peut être une technologie hautement compétitive du point de vue de la puissance et de la vitesse», a déclaré le groupe dans le communiqué de presse du MIT.

«Le résultat serait un processeur neuromorphique à grande échelle qui pourrait être formé comme un réseau neuronal de pointe pour effectuer des tâches telles que la reconnaissance de formes ou utilisé pour simuler la dynamique de pointe d'un grand réseau biologiquement réaliste», disent-ils.

Comme toujours, la patience est essentielle: les supercalculateurs de réseau neuronal à nanofils sont loin de devenir une réalité, mais les résultats sont très prometteurs.

Pour en savoir plus sur les neurones supraconducteurs, consultez le document de recherche de l'équipe du MIT ici.


Voir la vidéo: Julien Bobroff Les supraconducteurs et leurs fascinantes propriétés (Octobre 2021).